作物秸稈及畜禽糞便培肥土壤的效果分析

李春陽 王海江

摘要 ? ?作物秸稈和畜禽糞便等農業固體廢棄物可作為改良、培肥土壤的優良有機物料，不僅使用效果好，而且可以實現廢物利用。本文對作物秸稈和畜禽糞便培肥土壤的現狀進行了總結，并分析了其對土壤肥力的改良效果，以期為利用農業固體廢棄物培肥土壤提供參考。

關鍵詞 ? ?作物秸稈;畜禽糞便;農業固體廢棄物;土壤培肥;改良效果

中圖分類號 ? ?S141.4 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）17-0171-01 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

現階段，土壤肥力退化趨勢明顯、土壤板結現象嚴重，亟待有機物料的培肥與改良。作為農業固體廢棄物，作物秸稈及畜禽糞便都是質量較好的有機物料種類，培肥效果良好，但被利用培肥的占比很低。鑒于此，本文對作物秸稈及畜禽糞便培肥土壤的現狀及效果進行系統綜述，以期為土壤培肥改良工作提供技術參考。

1 ? ?作物秸稈培肥土壤現狀及效果分析

當前，在世界范圍內，秸稈還田被認為是農業節水、節約成本、增產增效的重要農藝措施，也是保證農業可持續發展的有效途徑。據統計，我國每年產生逾7億t的農作物秸稈，可相應折算碳、氮、磷和鉀的數量約為3億t、300萬t、70萬t和700萬t。隨著我國經濟水平的不斷發展，農村生產生活條件大為改善，作物秸稈不再是主要的生活燃料。因其在冬季低溫條件下難以腐解，為保證春耕生產不受影響，不得不在田間焚燒，其中碳多以CO2形式釋放到空氣中，嚴重污染空氣環境。同時，土壤碳儲量逐年減少，肥力貧瘠化趨勢更加明顯。此外，焚燒秸稈還易引發土壤耕層水分蒸發、表土結構破壞，更不利于土壤有益微生物的繁衍。由此可見，盡管我國有著非常豐富的秸稈資源，但利用率極低，與發達國家相比仍存在較大差距。

農業發達國家大多重視土地的種養結合和發展生態農業，一般將化肥用量控制在養分需求總量的1/3左右，秸稈還田和農家肥占比為2/3。據美國農業部統計，美國每年產生的作物秸稈總量約為4.5億t，秸稈直接還田和秸稈養畜過腹還田是美國秸稈利用的主要方式，其中秸稈直接還田量占秸稈總產量的68%。一般情況下，美國農民處理秸稈的方式有2種：一是秸稈還田后土地休耕，秸稈腐化后再耕作;二是農業區通常與畜牧區接壤，將部分新鮮秸稈用作飼料，其余部分進行漚肥處理。與國外相比，我國農作物秸稈還田的比例還很小，大部分秸稈未能采取科學、有效的方式還田，致使耕地連年種植而不得休閑，土壤肥力長期處于退化趨勢。據調查，現階段我國耕地土壤有機質含量約1.5%，不足美國平均水平的1/2，農業生產處于“重用輕養”的掠奪式經營狀態。

任曉明等[1]研究表明，秸稈還田能顯著降低土壤容重，增加土壤總孔隙度、飽和含水量、田間持水量和有效水含量，使土壤有機質、有效磷和全氮含量增加。王 ?芳等[2]研究指出，化肥配施秸稈腐解物料能夠使渭北旱塬耕地土壤微生物量碳增加41.96%、微生物量氮增加54.55%、脲酶活性增加19.71%、堿性磷酸酶活性增加7.35%、速效磷含量增加63.12%，該措施比化肥結合廄肥、化肥結合秸稈的優勢更大。以等碳量為前提，邵滿嬌等[3]對不同處理玉米秸稈影響下的黑土腐殖質組成進行了對比分析，結果表明，秸稈和腐熟秸稈還田均有利于胡敏酸活性增強，而秸稈生物質炭還田更有利于土壤有機碳的固定。王夢雅等[4]研究了等碳量下生物炭、秸稈及生物炭+秸稈添加條件下烤煙生長過程中土壤有機碳組分的動態變化，結果表明，生物炭更有利于土壤有機碳固存，減少CO2的排放，但短期內對提高土壤活性有機碳效果不如秸稈直接還田。梁金鳳等[5]指出，玉米秸稈還田3年可使土壤有機質增加1.69 g/kg、容重降低0.12 g/cm3，且容重降低幅度與秸稈還田量呈顯著正相關，同時，全氮、全磷、全鉀、有效磷、速效鉀和緩效鉀含量均獲得不同程度提高。在長期連作棉田的土壤上，秸稈還田能夠增加土壤胡敏酸和胡敏素的碳含量（CHA和CHu），顯著提高胡富比和PQ值，使土壤腐殖質品質更加優化[6]。可見，秸稈資源對于土壤養分周轉、腐殖質品質提升能夠起到積極作用。

秸稈本身含有少量氮素且有著較大比表面積和諸多含氧官能團，可吸附土壤溶液中硝態氮和銨態氮。既減少其淋失，又能提高土壤C/N，促進土壤微生物活性，加速土壤有機氮的礦化速率，從而提高土壤速效氮含量。秸稈還田在短期內對土壤堿解氮含量的提升效應要明顯高于全氮。

2 ? ?畜禽糞便培肥土壤現狀及效果分析

畜禽糞便作為有機物料的重要種類之一，其對于土壤養分周轉及培肥也能起到不可小覷的作用。我國每年畜禽養殖業產生約35億t糞便，若處置不合理，將對環境承載力造成極大影響，其攜帶的懸浮物、沉積物、細菌、病毒和微生物等都會在存儲和運輸過程中進入水體而產生面源污染，造成地下水硝態氮硬度及細菌總數超標。此外，畜禽糞便存儲不當還會向大氣中釋放氨氣，氨氣濃度過高易引起人類呼吸中毒。

王曉玲等[7]研究表明，在化肥等量施用的前提下，玉米幼苗期和抽雄期土壤脲酶、磷酸酶活性均隨羊糞用量增加而升高。施發梅等[8]在茶園中增施羊糞，結果表明，土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均顯著提高，培肥土壤能明顯緩解土壤酸化。高紀超等[9]研究表明，向黑土中施入畜禽糞肥能顯著提高土壤全氮、全磷、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，對土壤養分周轉有重要貢獻。孟安華等[10]對施用新鮮牛糞、腐熟牛糞和蠐螬牛糞后的植菜輪作下土壤中胡敏酸和富里酸進行研究，結果表明，3種牛糞均可顯著降低植菜土壤胡敏酸分子縮合程度，提高胡敏酸的氧化程度和極性，降低富里酸的氧化程度。有研究表明，施入不同畜禽糞肥后可增加玉米產量，也可提高土壤呼吸速率和水分利用效率。

3 ? ?參考文獻

[1] 任曉明，陳粲，陳效民，等.秸稈還田深度對黃棕壤養分及物理性質的影響[J].水土保持通報，2018，38（2）：58-64.

[2] 王芳，張金水，高鵬程，等.不同有機物料培肥對渭北旱塬土壤微生物學特性及土壤肥力的影響[J].植物營養與肥料學報，2011，17（3）：702-709.

[3] 邵滿嬌，竇森，謝祖彬.等碳量玉米秸稈及其腐解、炭化材料還田對黑土腐殖質的影響[J].農業環境科學學報，2018，37（10）：2202-2209.

[4] 王夢雅，符云鵬，黃婷婷，等.等碳量添加不同有機物料對土壤有機碳組分及土壤呼吸的影響[J].中國煙草學報，2018，24（2）：65-73.

[5] 梁金鳳，郭寧，于躍躍，等.北京地區玉米秸稈還田對土壤培肥及增產效應的研究[J].中國農技推廣，2016（10）：43-47.

[6] 劉軍，景峰，李同花，等.秸稈還田對長期連作棉田土壤腐殖質組分含量的影響[J].中國農業科學，2015，48（2）：293-302.

[7] 王曉玲，袁麗鋒，黃騰躍.羊糞和化肥配施對復墾土壤酶活性的影響[J].山西農業大學學報（自然科學版），2014，34（3）：226-230.

[8] 施發梅，黃功標.施用羊糞對茶園土壤培肥及茶葉生長的影響[J].安徽農學通報，2014，20（11）：68.

[9] 高紀超，關松，許永華.不同畜禽糞肥對農田栽參土壤養分及腐殖物質組成的影響[J].江蘇農業科學，2017，45（6）：255-259.

[10] 孟安華，吳景貴.不同處理牛糞對植菜土壤腐殖質結構特征的影響[J].水土保持學報，2015，29（4）：223-228.